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推进CIM平台建设 激活城市数字生命力
2021-04-20 21:40:36    作者:王晓晖

有这样一个平台,承载数以万计的数据、记录城市的运行状态,人们能够根据平台上的各类数据,洞悉城市的发展脉络、掌握居住环境的情况、及时知晓城市隐患、提供智能精准服务……这就是CIM平台。基于CIM平台编织的智慧城市新图景,让人们感受到城市蓬勃发展的生命力。

从“运用建筑信息模型(BIM)进行工程项目审查审批和城市信息模型(CIM)平台建设”试点城市诞生,到《关于加快推进新型城市基础设施建设的指导意见》提出以“新城建”对接“新基建”,明确“新城建”的首要任务是全面推进CIM平台建设,短短几年时间里,CIM技术已成为推进城市数字化治理的风向标,并凭借其全面的信息集成特性成为智慧城市和数字孪生城市的重要模型基础。那么,新城建中的CIM平台是什么?搭建CIM还有哪些难点?本期邀请江苏省南京市国土资源信息中心副主任崔蓓对这些问题进行探讨。

新城建中CIM平台的作用

根据2020年9月住房和城乡建设部发布的《城市信息模型(CIM)基础平台技术导则》定义:CIM是以BIM、地理信息系统(GIS)、物联网(IoT)等技术为基础,整合城市地上地下、室内室外、历史现状未来多维多尺度信息模型数据和城市感知数据,构建起三维数字空间的城市信息有机综合体。CIM平台是在城市基础地理信息的基础上,建立建筑物、基础设施等三维数字模型,表达和管理城市三维空间的基础平台。

“通俗来讲,就是采用一系列技术,融合城市的各类空间信息模型数据等,构建起与真实世界一一对应的数字虚拟城市。”南京市国土资源信息中心副主任崔蓓介绍说,“当前CIM平台建设分两部分,一个是CIM基础平台,另一个是基于平台之上,继续延伸做‘CIM+应用’系统。在基础平台的研发过程中,要保证各类信息模型的汇聚,包括传统的二三维数据、影像以及BIM模型等,最终实现将物理世界三维图形化,让建筑的构件部件化、信息参数化,从而构建物理世界跟虚拟世界数据流通的载体。”CIM基础平台可以支持和辅助城市各类“CIM+应用”,包括在智慧社区、智慧交通、智慧市政等方面提供数据服务。这是在推进新城建过程中一再强调搭建CIM平台的原因,大多数与新城建相关的专项应用都需要基于CIM平台来研发。

虽然CIM平台搭建目前仍处于初步阶段,但是我国在推进CIM技术研发方面具有一定的优势。崔蓓认为,一方面是体制优势,当下我们处于大城建、大发展的阶段,在政策方面积极推进城市级的应用前所未见。另一方面体现在数据的汇聚共享,各级政府部门越来越愿意共享数据,在数据开放方面也做了诸多工作,“权威部门提供权威数据,同时也积极主动地基于平台实现数据共享。”崔蓓说。

未来生活究竟多“智慧”?

CIM平台将如何改变我们的生活,未来的生活到底有多“智慧”?崔蓓认为,CIM平台可以实现物理世界跟数字世界的真实还原,接入整个城市的感知信息,再基于感知之上构建分析模型,从而进行监督、预判和决策,其服务可以广泛应用于城市生活的方方面面。

购物网上选——360度模拟人眼。不同于传统的网上购物,CIM平台将实现更深层次、更多维化的可视感知,实现建筑从外到内的跨越。通过VR技术模拟人眼视角,让人们体验身临其境的服务。例如当前在购房时主要通过现场看房,有了CIM平台后,可以构建起与样板房一模一样的数字模型。用户在选房过程中,不用来回赶往现场,便可以在虚拟世界中提前观察房屋的装修,包括灯具、杯子等细节部分都可以三维呈现。用户也可以自主选择视角,打开窗户感受采光强度和视野广度、通过数据回传了解周围环境、个性化调整屋内设置、打造个性化定制小屋等。基于同样的原理,线下的商场都可以搬到线上,足不出户就能体验到与现场无二的场景,数字化从模拟世界、虚拟生活中延展开来。

安全远程控——24小时监测识别。由于接入BIM、物联网等数据,CIM平台可以实现对环境真实情况的复刻,从而实现精准的远程控制。在城市体检过程中,借助CIM平台,可以排查一些城市隐秘位置的安全隐患,比如检查地下管线以及监测排水管道、路面隐患等。以前社区内的一些情况主要依靠人为巡查,现在基于CIM平台集成的各类信息,只需读取平台相关数据进行预判,进行远程控制。这些技术在智慧社区的消防、安保等方面获得广泛运用。例如将整个小区的数字化信息录入系统,摄像头采集的数据实时与小区的数字模型数据进行融合,小区安防人员坐在电脑面前便能看到与现实一样的场景。除此之外,接入各类物联网设备后,智能门禁可以立刻识别业主来自哪栋单元楼。立体式防控模式,不仅减轻“人防”压力,还提高了小区的安全性。

方案前期调——无成本试错环境。一座房子在建立之初首先要进行方案设计,建筑形态、视线景观、采光通风等需要进行专业的规划设计和不断的方案优化,一旦建筑建好以后,发现问题再进行调整拆除,就会产生大量人力、物力的浪费。CIM平台可以提供试错的虚拟环境,在方案设计初期将其植入平台上的网络虚拟场景,判断建筑形态以及与周边环境的关系,包括与道路开口、地下管网接入等情况,分析部件级的位置、可行性,开展方案比对,及时优化方案。

管理精细化——全生命周期覆盖。CIM技术可以实现城市建筑的全生命周期管理,加速建筑行业信息化技术的更新换代过程,对建筑进行精细化管理。中国城市规划设计研究院未来城市实验室执行副主任杨滔也曾提出,CIM的本质是服务城市全生命周期。围绕城市建筑和市政基础设施全生命周期,即在规划、建设、运维等阶段进行应用。例如,青岛中央商务区建立了基于CIM的城市综合管理平台,打造交通、综治、产业、安全四大运行指数衡量青岛中央商务区总体运行健康发展态势,实现了中央商务区全生命周期的业务贯通。

搭建CIM平台还存在哪些难点?

CIM是新型智慧城市管理的核心支撑。如今是我国新城建的战略发展机遇期,作为一项新技术,CIM的研发仍存在很多难点,距离大范围推广还有很长的路要走。崔蓓认为,CIM技术的难点在于以下几个方面:

首先,在数据的处理方面,BIM数据可以达到部件级乃至零件级的精细描述。而面对大体量、精细化的BIM数据,如何生产存储和更新、如何更高效精准地应用数据等,都需要做大量的工作。BIM本身数据的处理以及高效地载入和组织是一个难点。

其次,在各类信息集成方面,传统数据如何与BIM数据之间形成有效对接仍存在困难。

再其次,在技术研发方面,不论是基于GIS还是BIM等技术来搭建CIM平台,目前都存在一定的不适应性。BIM技术对大场景城市级的支持较弱,GIS对部件等建筑单体级的模型支持较弱,这都是需要攻关的难题。

最后,在推广普及方面,技术的更新换代需要一定的时间。CIM区别于以往的空间信息平台,引入了BIM技术。在建设工程领域,BIM技术处于初步发展阶段,BIM软件的普及是一个过程,正如之前建筑设计从图纸到CAD到现在的BIM设计,需要一个实践过程。此外,CIM平台搭建成本很高,给推广带来了压力。

CIM平台建设是一个不断发展的过程,不能一蹴而就,而是小步快跑、分步实施。通过了解城市自身的需求,立足城市本身所处的发展实际,进行合理规划建设。

崔蓓认为,未来CIM的发展重点要满足整个建设工程领域方面的改革需要。同时与整个城市的数据中心形成有效的衔接和沟通,作为智慧城市发展的数字底座,支撑各个政府部门专业的应用,提供个性化应用建设支持。虽然当前CIM多在规划资源、城市建设领域进行了推动,但其今后很可能跳出特定领域,融入整个智慧城市建设当中,与城市的方方面面形成广泛的沟通衔接。通过不同领域的数据融会贯通,形成大体量的数据集,将服务扩展延伸到政府部门之外的企业生产、市民生活中。

随着社会发展加速步入数字化新时代,作为新城建中的主要内容之一,CIM的作用不可替代。CIM平台是城市建设管理全流程智慧应用的支撑性平台,涵盖“规建管”全过程,有效地避免了城市发展过程中的重复建设、数据孤岛、缺乏顶层规划等一系列问题,创造出高性能、智能化、多方位的应用情景。

未来,一系列智能技术不断发展,CIM平台将向下兼容各类空间信息模型和系统平台,向上支持各类业务应用,在城市体检、智慧建筑、智慧城管、智慧交通、智慧社区等方面都将有很大作为。在新城建发展过程中,全面推进CIM平台建设,用更加智慧的方式促进城市、产业经济和人的全面发展,让城市更智慧、管理更精细,让人民的生活更美好、更便捷。

□王晓晖


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